엄격한 앨리어싱 위반을 피하면서 C에서 부동 소수점을 정수로 안전하게 변환하려면 어떻게 해야 합니까?

Type-Punning: 적절한 Float-to-Int 변환에 대한 논의

코드에 제시된 빠른 역제곱근 연산은 효율성을 달성하기 위해 비트 해킹을 사용합니다. 그러나 이는 type-punning 및 잠재적인 규칙 위반에 대한 우려를 불러일으킵니다.

문제: Strict-Aliasing Violation

컴파일러는 type-punned 포인터를 역참조하여 엄격한-앨리어싱 규칙을 위반하는 것에 대해 경고합니다. . 엄격한 앨리어싱은 다양한 유형의 포인터를 통해 메모리에 액세스하면 의도하지 않은 결과를 초래할 수 있다는 가정을 의미합니다.

대체 캐스팅 옵션

제시된 질문은 static_cast, reinterpret_cast 또는 Dynamic_cast 사용의 적합성을 탐구합니다. 잠재적으로 Solutions.

static_cast

Static_cast는 호환 가능한 유형 간의 암시적 변환을 수행합니다. 그러나 이 경우 float와 int32_t는 호환되는 유형이 아니므로 static_cast가 적합하지 않습니다.

reinterpret_cast

Reinterpret_cast를 사용하면 관련되지 않은 유형 간의 변환이 가능합니다. 그러나 이는 비트의 해석을 변경할 뿐이며 유형 안전성을 보장하지는 않습니다. reinterpret_cast를 사용해도 앨리어싱 위반이 해결되지 않습니다.

dynamic_cast

Dynamic_cast는 객체 지향 프로그래밍 및 런타임 시 유형 관계 확인에 사용되므로 이 컨텍스트에서는 적용할 수 없습니다.

올바른 접근 방식

제안된 솔루션은 유형 변환을 달성하기 위해 memcpy를 사용하는 것입니다. Memcpy는 유형 해석 없이 메모리 위치 간에 바이트를 복사하여 엄격한 앨리어싱 문제를 효과적으로 우회합니다.

코드 구현

float xhalf = 0.5f*x;
uint32_t i;
assert(sizeof(x) == sizeof(i));
std::memcpy(&i, &x, sizeof(i));
i = 0x5f375a86 - (i>>1);
std::memcpy(&x, &i, sizeof(i));
x = x*(1.5f - xhalf*x*x);
return x;

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